Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Электр құбылысы
Electrical phenomenon
Аваланшалық бұзылу (немесе лавиналық эффект) – оқшаулағыш және жартылай өткізгіш материалдарда кездесетін құбылыс. Бұл электр тогының еселеу түрі, бұл материалдардың ішінде, әдетте жақсы оқшаулағыштар болатын материалдарда өте үлкен токтардың өтуіне мүмкіндік береді. Бұл электрондық лавинаның бір түрі. Аваланша процесі, өтпелі аймақтағы заряд тасымалдаушылары электр өрісінің әсерімен байланысқан электрондармен соқтығысу арқылы еркін электрон-тесік жұптарын жасауға жеткілікті энергияға дейін үдеген кезде пайда болады.
Avalanche breakdown (or the avalanche effect) is a phenomenon that can occur in both insulating and semiconducting materials. It is a form of electric current multiplication that can allow very large currents within materials which are otherwise good insulators. It is a type of electron avalanche. The avalanche process occurs when carriers in the transition region are accelerated by the electric field to energies sufficient to create mobile or free electron hole pairs via collisions with bound electrons.
Түсіндірме
Материалдар жылжымалы заряд тасымалдағыштарды қамтыса, электр тогын өткізеді. Жартлай өткізгіште заряд тасымалдағыштардың екі түрі бар: еркін электрондар (қозғалмалы электрондар) және электрон тесіктері (қалыпты электрондық күйлерден электрондардың жоқтығынан пайда болатын қозғалмалы тесіктер). Кері бұрылыс диодындағы қалыпты жағдайда байланысқан электрон (мысалы, байланыста) жылулық құбылуларға немесе қоздырылуға байланысты босап, жылжымалы электрон-тесік жұбын (экцитонды) құруы мүмкін. Егер жартлай өткізгіште кернеу градиенті (электр өрісі) болса, электрон оң кернеуге қарай, ал тесік теріс кернеуге қарай қозғалады. Әдетте электрон мен тесік кристаллдың қарама-қарсы ұштарына жетеді және тиісті электродтарға кіреді. Электр өрісі жеткілікті күшті болғанда, жылжымалы электрон немесе тесік басқа байланысқан электрондарды босатуға жеткілікті жылдамдыққа дейін үдемелене алады, бұл көбірек еркін заряд тасымалдағыштарды жасайды, ток күшін арттырады және одан әрі "көлденең соққыларға" әкеліп, лавина құрайды. Осылайша, әдетте оқшаулағыш кристаллдың үлкен бөліктері тоқ өткізе бастайды. Ақау кезіндегі үлкен кернеудің төмендеуі және ықтимал үлкен ток, міндетті түрде жылудың пайда болуына әкеледі. Сондықтан кері бұғаттағыш қуатты қолданысында қолданылатын диод, егер сыртқы тізбек үлкен токтың өтуіне мүмкіндік берсе, әдетте ақаудан зақымданады. Принцип бойынша, лавиналық ақау тек электрондардың өтуін қамтиды және кристаллға зақым келтіруі қажет емес. Лавиналық диодтар (көбінесе жоғары кернеулі Зенер диодтары ретінде кездеседі) біркелкі кернеуде ақаулану үшін және ақау кезінде ток тығырылуын болдырмау үшін жасалады. Бұл диодтар ақау кезінде орташа ток деңгейін шексіз сақтай алады. Ақаудың болатын кернеуі ақау кернеуі деп аталады. Гистерезис әсері бар; лавиналық ақау болғаннан кейін, материал, тіпті егер оның арқылы кернеу ақау кернеуінен төмен түссе де, тоқ өткізуді жалғастырады. Бұл кері кернеу ақау кернеуінен төмен түскенде тоқ өткізуді тоқтататын Зенер диодынан өзгеше.
Materials conduct electricity if they contain mobile charge carriers. There are two types of charge carriers in a semiconductor: free electrons (mobile electrons) and electron holes (mobile holes which are missing electrons from the normally occupied electron states). A normally bound electron (e. g., in a bond) in a reverse biased diode may break loose due to a thermal fluctuation or excitation, creating a mobile electron hole pair (exciton). If there is a voltage gradient (electric field) in the semiconductor, then the electron will move towards the positive voltage while the hole will move towards the negative voltage. Usually, the electron and hole will simply move to opposite ends of the crystal and enter the appropriate electrodes. When the electric field is strong enough, the mobile electron or hole may be accelerated to speeds high enough to knock other bound electrons free, creating more free charge carriers, increasing the current and leading to further "knocking out" processes and creating an avalanche. In this way, large portions of a normally insulating crystal can begin to conduct. The large voltage drop and possibly large current during breakdown necessarily leads to the generation of heat. Therefore, a diode placed into a reverse blocking power application will usually be destroyed by breakdown if the external circuit allows a large current. In principle, avalanche breakdown only involves the passage of electrons and need not cause damage to the crystal. Avalanche diodes (commonly encountered as high voltage Zener diodes) are constructed to break down at a uniform voltage and to avoid current crowding during breakdown. These diodes can indefinitely sustain a moderate level of current during breakdown. The voltage at which the breakdown occurs is called the breakdown voltage. There is a hysteresis effect; once avalanche breakdown has occurred, the material will continue to conduct even if the voltage across it drops below the breakdown voltage. This is different from a Zener diode, which will stop conducting once the reverse voltage drops below the breakdown voltage.